煤矿水仓自动清挖系统的研究与应用

【内容摘要】本文以平禹煤电六矿为例，着重从主要性能、应用效果、主要创新点、推广应用前景等四个方面论述了煤矿水仓自动清挖机系统的研究与应用情况，特别是在煤泥抽排、全液压双腔双作用压滤设备的采用、增设煤泥水分流和管道回冲静压水接口、配置搅拌设备等方面的创新，不但有效提高了煤矿水仓自动清挖系统的工作效率，而且具有广阔的推广和应用前景。

【关 键 词】水仓清挖系统 研究 应用

【 Abstract 】 this paper six Ping Yu coal mine as an example, mainly from the four aspects of main performance, application effect, the main innovation point, and discusses the application prospect of coal mine water warehouse automatically. The research and application of machine system, especially in the slurry pumping, hydraulic double chamber double action press equipment the addition of coal slurry pipeline, shunt and rushed back to the static water interface, configuration mixing equipment and other aspects of innovation, not only effectively improve the coal mine water storage automatic cleaning system working efficiency, and has wide popularization and application prospects.

【 Key words 】 sump cleaning system research and Application

中图分类号:TD42 文献标识码：A

【正文】水仓是煤矿井下必要的设施之一，其作用一是存集井下各处来水；二是临时沉淀这些来水中的煤泥。根据安全规程的要求，在每年雨季来临之前，必须对水仓中的煤泥进行清挖，以保证度汛期井下的生产安全。平禹煤电公司六对矿井井下水仓一直沿用人工矿车式清挖，用工多，耗时长，安全生产差，严重的影响了矿井的高产高效和矿井标准化的建设。因此，研究与应用水仓清挖新工艺和装备技术，实现安全高效生产非常必要。本文主要是在对以往水仓机械清挖的研究基础上，着力解决细颗粒煤泥脱水装备问题以及与之相配套的煤泥搅拌、抽排、脱水、系统保护等问题。

一、设备主要性能

(一）脱水设备

一是把间歇性的压滤设备变成连续作业设备：把脱水设备的工作区域分成两个区域，利用液压油缸的伸缩功能，使两区域轮换工作。一个区域的滤板让油缸压紧，用压滤泵注液，注满液后进行保压；此时另一个区域的滤板被松开，可以卸料，这样使整个系统形成连续作业，提高了工作效率，避免压滤加压泵频繁启动，延长了泵的使用寿命。

二是设备采用全液压动力，各种动力参数均可以实现自动控制，特别是压滤加压泵的控制，当压力达到压滤机所需压力时，泵可以保持恒压运行，避免因泵压力增高，而使煤泥浆外泄现象，保护了脱水设备的正常运行，延长了滤布的使用寿命。

（二）煤矿用泥浆泵

煤泥清挖专用泵，该泵关键部件定、转子采用高分子复合材料，使工作腔的密封大大增强，使其的吸程大、扬程高、抽排浓度大、对颗粒度不敏感，具有过载保护，恒压工作，提高工作效率。

（三）搅拌器

软轴传动，工作半径大；可以适应较恶劣的环境；工人劳动强度低。

（四）系统液压系统

具有配置合理、结构紧凑；高压过滤、过载保护、自动冷却；具有温度、压力显示功能；系统工作压力稳定、无冲击、泄露。

（五）缓冲搅拌器

煤泥水合理浓缩 ，使底部的煤泥保持在合理的浓度范围；合理的搅拌使煤泥保持流动性。

二、水仓自动清挖系统应用效果

（一）实现了煤泥搅拌、抽排、脱水、装车自动化和机械化的流水作业。

（二）整个系统采用绿色设计，使回收的煤泥同原煤一样运输，消除了过去煤泥对运输巷道的污染现象，利于矿井标准化建设。

（三）水仓中颗粒度0.02mm以上的煤泥全部回收，煤泥的含水量在28-30%左右，回收的煤泥其热值接近原煤，可同原煤一同销售，煤泥的吨销售额增加几倍，经济效益显著。

（四）系统主要设备为可拆式结构，运输方便，安装时勿作基础，只需把所在位置平整硬化即可，维护简便。

（五）由于整个系统是机械化、自动化，提高了劳动效率，缩短水仓清挖周期，降低了工人劳动强度。

三、主要创新点

（一）在煤泥抽排上，选用扬程高、吸程大、抽排浓度高的容积式煤泥清挖专用泵，彻底解决了移泵困难和抽排能力不足的问题。

（二）脱水设备采用全液压双腔双作用压滤设备，使整个系统形成连续作业，提高了工作效率，避免压滤加压泵频繁启动，延长了泵的使用寿命。同时系统的各种动力参数均可以实现自动控制，特别是压滤加压泵的控制，当压力达到压滤机所需压力时，泵可以保持恒压运行，避免因泵压力增高，而使煤泥水外泄现象，保护了脱水设备的正常运行，延长了滤布的使用寿命。

（三）增设煤泥水分流和管道回冲静压水接口，使煤泥脱水调节在理想状态下进行，同时避免因故障停机而造成管路堵塞。

（四）配置搅拌设备，提高了搅拌抽排效率。

四、推广应用前景

水仓自动清挖系统主要由抽排设备、脱水设备、物料输送设备、缓冲搅拌容器及各种管路阀门等组成。

抽排设备是天科公司专门研制的用于抽排煤矿井下水仓煤泥浆的内啮合密闭式容积泵，这种泵能抽排浓度不小于45％的煤泥，煤泥浓度最大粒度可达11mm。在清挖六矿中央泵房水仓试验应用中达到了理想效果，吸程高、扬程高，高浓度煤泥很容易被从水仓中抽到脱水设备地点。这种泵能耐酸碱腐蚀，耐磨、寿命长。

脱水设备是天科公司根据煤泥特性设计的一种专用于煤矿压滤煤泥的压滤机，集机、电、液于一体；可实现自动压紧、过滤、松开、拉板等过程。在清挖六矿中央泵房水仓的应用中，脱水速度可达3.5T/h，被脱水的煤泥成半干状态，可用手搬移，达到直接装车外运的要求。

全套设备在平禹六矿推广应用后，先在中央泵房水仓进行试验应用，每班八人，每天一班作业，平均每班清出26吨煤泥。设备性能良好，运转正常，仅用了16天就完成了以前需要40天才能完成的任务。之后运到南山主井底泵房水仓进行应用，由于工人已经熟练掌握了使用技能，效率更高，只用了30天就清出煤泥820吨，效果非常好，达到了预期目的。

过去清挖水仓，煤泥不能回收，全部被废弃掉，既造成损失又污染环境。现在使用水仓自动清挖系统，煤泥经过压滤脱水后成为煤饼可直接出售，既增加企业效益，又绿色环保。

用水仓自动清挖系统清挖水仓速度快，解决了因水仓淤积不能及时清理而危及矿井排水安全的难题，为煤矿安全生产提供了可靠的保障，社会效益巨大。

整套煤矿水仓自动清挖系统在平禹六矿实际使用检验，对煤矿行业全面推广应用打下了可靠的基础，达到了自动、快速、高效清挖水仓的要求，并且拆、运、装方便，不需要制做基础，特别适应井下硐室空间狭小的特点，取得预期效果，经过改进、完善、提高后，具有更加广阔的应用前景。